【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路元器件，具体涉及一种叉指电容的参数获取方法及其获取装置。
技术介绍
1、伴随着5g通信技术和半导体技术的飞速发展，电感、电容等无源器件在射频集成电路中发挥着越来越重要的作用。其中，叉指电容具有很高的线性度，温度系数也很小，是一种在射频电路中应用极其广泛的器件，将其与有源器件相结合可以用于研发多种成本低，但是集成度高的射频与微波功能模块，例如功率放大器、低噪声放大器等，在不同模块之间的阻抗匹配、天线阵列、集总巴伦设计和滤波器设计中也发挥着巨大的作用。在求解电容相关参数方面可以借助传统电路模型方法，例如有限元法(fem)、矩量法(mom)和时域有限差分法(fdtd)等，这些方法均属于以麦克斯韦方程组为基础，逐渐发展成的电磁全波分析方法。尽管这些方法的计算结果能够确保一定的精度，但是随着电路工作频率的提高，器件的几何参数发生轻微程度的变化或者衬底部分参数发生改变时，这些传统建模分析方法的计算速度明显变慢，并且消耗了过多的计算资源，已经不再能满足人们的需求。所以，为了减少射频电路所需要的设计时间，在仿真环境中预测器件和电路性能的能力需要得到一定程度的提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种叉指电容的参数获取方法及其获取装置，解决传统建模分析方法的计算速度明显变慢，并且消耗了过多的计算资源，不再能满足人们需求的技术问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种叉指电容的参数获取方法，包括以下步骤：
4、
5、将确定的版图尺寸输入预构建的ann模型中，获取当前叉指电容的π型等效电路的元件参数预测；
6、将元件参数预测代入π型等效电路，对π型等效电路进行等效电路仿真，获取当前叉指电容的基础参数预测；
7、其中，所述π型等效电路包括电阻rs1、电阻rs2、电感ls1、电容cs1、电容cs2、电容cr和电容cl，所述电阻rs1、电容cs1、电感ls1依次串联形成主路，所述电阻rs2和电容cs2串联后并联在主路两端，主路的两端连接点分别通过电容cr和电容cl接地。
8、作为本专利技术进一步的方案：所述叉指电容的版图尺寸包括叉指长度l、叉指宽度w和叉指间距s；所述叉指电容的基础参数包括电容值、等效串联电阻和s参数。
9、作为本专利技术进一步的方案：所述ann模型的构建包括：
10、获取多个叉指电容，并确定其版图尺寸；
11、对各叉指电容进行版图em仿真，获取z参数、y参数以及基础参数；
12、根据z参数和y参数求解各叉指电容的π型等效电路的元件参数；
13、将各叉指电容对应的版图尺寸和基础参数分别作为模型输入和模型输出期望，生成训练样本集；
14、采用pso-bp算法根据各叉指电容对应的版图尺寸和元件参数计算ann模型的初始最优权值和阈值；
15、将初始最优权值和阈值代入ann模型，并通过训练样本集对ann模型进行迭代训练，得到最终的ann模型。
16、作为本专利技术进一步的方案：所述根据z参数和y参数求解各叉指电容的π型等效电路的元件参数的具体方法为：
17、所述π型等效电路的元件参数包括rs1、rs2、ls1、cs1、cs2、cr、cl；
18、将被测叉指电容的二端口s参数通过matalb方式转换位y参数矩阵，计算π型等效电路的导纳参数：
19、
20、上式(1)中，ym为π型等效电路主路部分整体的导纳参数；yl代表π型等效电路左侧支路部分整体的导纳参数；yr代表π型等效电路右侧支路部分整体的导纳参数，其中y参数矩阵为
21、根据等效电路计算公式，计算π型等效电路的元件参数rs1、rs2和ls1；
22、
23、在上式(2)中，j代表虚数单位，w代表角频率；
24、以代码的形式在软件matlab中分别提取y12-1的实部和虚部，并对其进行等式变化可得到下式
25、
26、在上式(3)中，re表示实部，im表示虚部，w为角频率；
27、由上式(3)得出，rs1通过y12-1的实部直接提取得到，wim(y12-1)是关于w2的方程，ls1和cs1可分别从该方程的斜率和截距提取得到；
28、根据π型等效电路与y参数矩阵的关系，得到寄生电容的提取公式，具体的计算方法如下：
29、
30、
31、上式(4)中，yr代表π型等效电路右侧支路部分整体的导纳参数，yl代表π型等效电路左侧支路部分整体的导纳参数；根据上式(4)求解得出cr和cl的数值；
32、根据实际电容模型导出的导纳参数和上述元件构成π型网络后的导纳参数提取rs2和cs2具体的计算方法如下：
33、
34、rs2＝re((y12s-y12m)-1)
35、
36、
37、在上式(5)中，y12s是从实际电容模型导出的导纳参数，y12m是上述元件构成π型网络后的导纳参数，re表示实部，im表示虚部，w为角频率。
38、作为本专利技术进一步的方案：所述参数获取装置包括：
39、当前值获取模块，用于获取当前叉指电容，并确定其版图尺寸；
40、当前值预测模块，用于将确定的版图尺寸输入预构建的ann模型中，获取当前叉指电容的π型等效电路的元件参数预测；
41、当前值仿真模块，用于将元件参数预测代入π型等效电路，对π型等效电路进行等效电路仿真，获取当前叉指电容的基础参数预测。
42、作为本专利技术进一步的方案：所述π型等效电路包括电阻rs1、电阻rs2、电感ls1、电容cs1、电容cs2、电容cr和电容cl，所述电阻rs1、电容cs1、电感ls1依次串联形成主路，所述电阻rs2和电容cs2串联后并联在主路两端，主路的两端连接点分别通过电容cr和电容cl接地。
43、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种叉指电容的参数获取方法及其获取装置，采用了改进的π型等效电路，该电路利用了电容和电阻的串联网络来表征耦合效应，更加准确地预测了等效串联电阻的变化情况。基于π型网络和y参数的数学公式，能够快速正确的得到π型等效电路的各个元件值；基于元件值通过pso-bp算法获取ann模型的初始权值和阈值，从而提高ann模型的训练效率；通过训练好的ann模型能够根据版图尺寸准确的预测出π型等效电路的各个元件值，从而再经过等效电路仿真，获取当前叉指电容的电容值c、等效串联电阻和s参数曲线，相比传统需要通过em仿真的方式获取，极大的提升了效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，所述叉指电容的版图尺寸包括叉指长度L、叉指宽度W和叉指间距S；所述叉指电容的基础参数包括电容值、等效串联电阻和S参数。
3.根据权利要求1所述的一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，所述ANN模型的构建包括：
4.根据权利要求3所述的一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，所述根据Z参数和Y参数求解各叉指电容的π型等效电路的元件参数的具体方法为：
5.一种叉指电容的参数获取装置，其特征在于，所述参数获取装置包括：
6.根据权利要求5所述的一种叉指电容的参数获取装置，其特征在于，所述π型等效电路包括电阻Rs1、电阻Rs2、电感Ls1、电容Cs1、电容Cs2、电容CR和电容CL，所述电阻Rs1、电容Cs1、电感Ls1依次串联形成主路，所述电阻Rs2和电容Cs2串联后并联在主路两端，主路的两端连接点分别通过电容CR和电容CL接地。
【技术特征摘要】
1.一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，所述叉指电容的版图尺寸包括叉指长度l、叉指宽度w和叉指间距s；所述叉指电容的基础参数包括电容值、等效串联电阻和s参数。
3.根据权利要求1所述的一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，所述ann模型的构建包括：
4.根据权利要求3所述的一种叉指电容的参数获取方法，其特征在于，所述根据z参数和y参数求...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾玲，张志涛，徐翠华，王宇，钟一鸣，
申请(专利权)人：安徽矽芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。